Közlekedéstan | Felsőoktatás » Dr. Kálmán László - Az analitikus előrebecslési módszerek bemutatása és az úthálózat-optimálás alapgondolata

SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM MŰSZAKI TUDOMÁNYI KAR BAROSS GÁBOR ÉPÍTÉSI ÉS KÖZLEKEDÉSI INTÉZET KÖZLEKEDÉSÉPÍTÉSI ÉS TELEPÜLÉSMÉRNÖKI TANSZÉK KÖZÚTI FORGALOMTECHNIKA Tantárgykód: NGB ET009 1 LGB ET009 1 3/b. Az analitikus előrebecslési módszerek bemutatása és az úthálózat-optimálás alapgondolata (Fakultatív fejezet) Dr. Kálmán László egyetemi adjunktus Győr, 2008. szeptember 6 3.b1 3.b1 A A közlekedés-tervezési közlekedés-tervezési ismeretek ismeretek szükségessége szükségessége Mivel az analitikus forgalom-előrebecslés (helyesebben a közúti áramlatok előrebecslésének) témaköre a Bsc. szintű mérnökképzés tematikáját meghaladja, az analitikus előrebecslési módszereket csak vázlatosan, egy előadás mellékletben mutatjuk be érdeklődő hallgatóinknak. A fogalmak ismeretét azonban fontosnak tartjuk, mert az alapfogalmak ismerete nélkül a forgalmi előrebecslésekben - sőt még az áramlási (honnan-hova)

forgalomfelvételekben sem tudnának a végzett mérnökeink részt venni, pedig ilyen kérdések egy kisvárosban is előfordulhatnak. Hallgatóink egy része az önkormányzatoknál fog elhelyezkedni. Nem is az a baj, hogy részletes forgalmi vizsgálatot vagy finomabb forgalmi előrebecslést kezdő mérnökeink nem tudnak végezni - erre vannak szakértő cégek - hanem az, hogy szakismeretük hiánya az önkormányzati versenytárgyalások és közbeszerzési eljárások kiírásában és értékelésében is megmutatkozik. Tapasztalataink szerint egy önkormányzatnál a kezdő mérnök szaktudás hiányában a tervezési feladatot nem tudja megfogalmazni; és a különböző ajánlatok szakmai tartalmát és árait még nagyságrendileg sem képes összehasonlítani. Ezt azonban a gyakorlatban meg lehet tanulni (Ezért van a közbeszerzési kiírásokban az, hogy "a legalacsonyabb költségű ajánlat" a nyerő.) 2 Sajnos az önkormányzati pályázatokat kiírók

nem tudják, hogy az egyes módszerek alkalmazásához milyen adatbázisokra (pl. közös vetületi rendszerben digitalizált alaptérképekre, a városi körzetek statisztikai adataira, a detektorokon mért órás forgalmakra, áramlási és úthálózati modellekre, stb.) lenne a feladat megoldásához szükség, pedig ez megbízói adatszolgáltatás kellene hogy legyen. Ez a kérdéskör a rendezési tervekhez szükséges forgalomszámlálásokban és a közúti áramlási felvételeknél (a honnan-hova mátrixok meghatározásakor) is felmerül. Megbízható "kalibrált" áramlási mátrixokat ugyanis csak fejlett közlekedéstervezési modellrendszerekkel, adatbázisokkal és számítógépes programokkal lehet előállítani. Ugyanez a helyzet az önkormányzatok útkezelői feladatainak értelmezésekor is: a minisztérium összeírta a jelenlegi útkezelői feladatokat, minek következtében az önkormányzatok rájöttek arra, hogy eddig mit nem végeztek el.

(5/2004. (I28) GKM rendelet a helyi közutak kezelésének szakmai szabályairól Hatályba lépett: 2005. január 1) Az önkormányzatok első lépése az volt, hogy ezt a GKM rendeletet vonják vissza, és arra hivatkoznak, hogy "eddig sem csináltuk, ezután sem fogjuk". Ebben - a tananyagon kívüli - előadásban az analitikus forgalom (áramlat) előrebecslési módszert és az úthálózat-tervezés (optimálás) alapgondolatát mutatjuk be azért, hogy hallgatóink a témakör legfontosabb fogalmait megismerjék. 3 3.b2 3.b2 Az Az analitikus analitikus forgalom-előrebecslési forgalom-előrebecslési módszerek módszerek bemutatása bemutatása Az analitikus forgalom-előrebecslési módszereket a GKM "Útmutató az országos közúthálózat új külterületi szakaszainak és új forgalomvonzó létesítménnyel érintett útjainak forgalmi előrebecsléséhez" c. kiadványa mutatja be Az analitikus előrebecslési módszerek speciális

közlekedéstervező számítógépes szoftverrendszerek (EMME-2, TRANSCAD, MOSS, NETWINFO, stb.) és térinformatikai adatbázisok és adatbázis-kezelők (AUTOCADMAP, MAPINFO, ARCHVIEW, ARCHINFO, MATÉRIA, stb.) együttes használatát igénylik Itt lényegében nem a közúti forgalom, hanem a közúti áramlatok előrebecsléséről (a közúti áramlatokra vonatkozó prognózisról) van szó. Az analitikus előrebecslési módszerek a következő matematikai modelleken alapulnak. 4 3.b21 3.b21 A A területi területi modell modell A területi modell az utazásvégződési pontokat modellezi a vizsgálati területen. A forrás-nyelő (F/NY) pontok területileg koncentrált utazásvégződési helyek. A területi modell részei: • • • a vizsgálati terület lehatárolása a (homogén) forgalmi körzetbeosztás a forrás-nyelő (F/NY) pontok kijelölése. a forgalmi körzetek területi és gazdasági statisztikai adatai. 5 Európa Európa forgalmi forgalmi

körzetbeosztása körzetbeosztása aa nemzetközi nemzetközi (határ) (határ) forgalmi forgalmi vizsgálatokhoz vizsgálatokhoz SVERIGE R DANMARK U.K y Kalin d ingra BELORUSSIA IRELAND WARSAWA HANNOVER POZNAN N ED ER LA N D UNITED KINGDOM BERLIN KIJEV LVOV KRAKOW BELGIE FRANKFURT ERFURT PRAHA NÜRNBERG STUTTGART MUNCHEN rg ZAGREB A K JE RI KOPER Osijek ESPANA SIBIU BANJALUKA BUCURESTI Novisad BEOGRAD BULGARIJA NIS Pristina ALBANIA SOUTH ITALY (ROMA) BACAU Subotica Crna Gora SOUTH FRANCE MOLDAVIJA CLUJ ARAD zdi n r bo te Ljubljana o Oradea SARAJEVO PORTUGAL ev ac uk EISENSTADT Maribor Var a m So ie s Tr VENEZIA SOUTH FRANCE (MARSEILLE) MILANO d ro go Satumare GRAZ Klagenfurt BREGENZ Bratislava Uz M MAGYARORSZÁG bu lz Sa Insbruck SWEIZ STPOLTEN LINZ WIEN KOSICE ZILINA BRNO NORTH FRANCE (PARIS) 140: SUOMI-FINLAND 140: SUOMI-FINLAND 220: NORGE 220: NORGE 350: IRS. JORD LIB 350: IRS. JORD LIB 400: ROSSIJA 400: ROSSIJA

OSTRAVA MACEDONIA TÜRKIYE HELLAS SOUTH ITALY (80 összevont forgalmi körzet.) 6 Magyarország Magyarország 2003. 2003. évi évi forgalmi forgalmi körzetbeosztása körzetbeosztása R -2730 db belső körzet -56 db közúti határátkelő -összesen 2786 db forgalmi körzet 7 A A területi területi modell modell utazásvégződési utazásvégződési (forrás-nyelő) (forrás-nyelő) pontjai pontjai 2003-ban 2003-ban R 2786 db forrás-nyelő pont, a határátkelőhelyekkel együtt 8 3.b22 3.b22 Az Az áramlási áramlási modell modell Az utazásvégződési pontok között időegység alatt bekövetkező helyváltoztatásokat az áramlási mátrixban adjuk meg. (Á [utazás/időegység]) (Angolul O/D -origin/destination- németül Q/Z -Quelle/Ziel- mátrixok.) Az áramlási mátrix soraiban a forrás (kiinduló), oszlopaiban a nyelő (végződési) pontok vannak. (F/Ny pontok.) A vizsgálati terület peremén levő F/Ny pontokat "kordonpontnak"

nevezzük. Fontos megjegyezni, hogy az áramlatokat csak a kordonpontok által határolt "vizsgálati területre" ismerjük; azon kívül nem. (Ezért fontos a vizsgálati terület jó lehatárolása) A mátrix egy eleme az egyik F/NY pontból a másikba (az i-edik sor Fi pontjából a j-edik oszlop Nyj pontjába) tartó reláció időegység alatti helyváltoztatásait jelenti. (Az "i" a sor, a "j" az oszlopindex.) Az úthálózattól elvileg független közúti áramlatokat légvonalas áramlási ábrán szokták szemléltetni. 9 Légvonalas Légvonalas forgalom-áramlási forgalom-áramlási ábra ábra 10 Az elemek mértékegysége - a forgalom közlekedési ágazatok szerinti megosztása (modal split) után - általában egy közúti forgalmi mértékegység. (ÁNF, MOF, városi csúcsóra, stb) Ezért szokták az áramlatot a forgalommal összekeverni, noha lényegileg két különböző dologról (forgalomról) van szó. Az áramlatokat -

ebben a megközelítésben - csak a településszerkezeti adatok határozzák meg, vagyis közelítésképpen az áramlat az úthálózattól független. (Ezért is szemléltetik az áramlatokat légvonalas ábrákkal.) Az áramlási mátrixnak annyi sora és oszlopa van, ahány F/NY pont van a területi modellben. Az elemek száma: Na=NF/NY2- NF/NY; mert a főátlóban lévő elemek nincsenek definiálva. (A ponton belül általában nincs mozgás.) Mivel egy 3000*3000 méretű mátrixnak 8,997 millió eleme van, a területi modellezésben a F/NY pontokkal - a PC RAM tárigénye miatt - takarékoskodni kell, ugyanis a gyors futáshoz a RAMba legalább 3 mátrixnak kell beleférnie. A RAM igény meghatározásakor figyelembe kell venni, hogy a mátrixelemek valós típusú változók. (Egy 1000* 1000 méretű áramlási mátrix a jelenlegi PC-s környezetben is könnyen kezelhető.) Az áramlási mátrix egy négyzetes (kvadratikus); - az átmenő, az eredő, a cél és a belső

forgalom mezőiből álló - táblázat. A sorösszegek az egyes F pontokból kilépő összes, az oszlopösszegek az egyes Ny pontokba érkező összes forgalmat adják.Ezek a mátrix marginálisai A hosszabb időszakra (pl. az egy évre vonatkozó ÁNF [osztályozott jműdb/nap, vagy a MOF [E/óra]) vonatkozó áramlatok általában szimmetrikusak, a rövidebb időszakokra vonatkozók – pl. városi csúcsórák áramlatai – azonban nem. 11 Áramlási Áramlási mátrix mátrix és és mezői mezői Az áramlási mátrix (Á) ; ni = nj kordon Forrás pontok (i) belső pontok kordon 1 i 3 áij 2 4 Egy F pont összes kibocsátása Honnan Nyelő pontok (j) belső pontok j a sorösszegek marginálisa Hová áij = az i-edik pontból a j-edik pontba tartó áramlat, az időegység alatti helyváltoztatások száma [db/t] 1 átmenő forgalmi áramlat 2 3 4 (kordonról kordonra) eredő forgalmi áramlat (belső pontról kordonra) célforgalmi áramlat (kordonról

belső pontra) belső forgalmi áramlat (belső pontról belső pontra) az oszlopösszegek marginálisa Egy NY pontba érkező összes forgalom A főátló elemei általában nem léteznek, mert F/NY pontokon belüli mozgás nincs értelmezve. 12 Példa Példa egy egy forgalom forgalom áramlási áramlási mátrixra mátrixra a) Forgalmi vizsgálati állomások 13 b) A siófoki áramlási mátrix és mezői Hova Honnan AKARATTYA 71. út K FEP8 SIÓFOK KELET SIÓFOK NYUGAT 7. út K 7. út NY FEP2 FEP4 SIÓFOK DÉL 65. út D FEP6 SIÓFOK VÁROS Összesen AKARATTYA 71. út K FEP7 147 78 108 333 SIÓFOK KELET 7.út K FEP1 1 120 188 4 008 5 316 292 5 429 6 515 3 294 3 782 97 697 SIÓFOK DÉL 65. út D FEP5 42 129 317 SIÓFOK VÁROS 101 3 654 5 786 3 565 Összesen 240 4 480 7 370 4 123 Átmenő Eredő Cél SIÓFOK NYUGAT 7.út NY FEP3 Átmenő forgalom: Eredő forgalom: Célforgalom: Összesen 13 106 12 839 db 3 107 13 106 12 839 29

052 29 052 % 10,7% 45,1% 44,2% 100% 14 c) A Siófoki áramlási vizsgálat egyik eredménye 71-es út Siófok város eredő és célforgalma Összes forgalom, [jműdb/12 óra], 2003. július 21 108 101 5786 4008 Siófok Ny Siófok K SIÓFOK 3654 5429 3565 Siófok D 15 3.b23 3.b23 A A közúti közúti áramlatok áramlatok előrebecslő előrebecslő modellje modellje Az előrebecslő modellel számítjuk ki a jövőben várható áramlási mátrixokat. A közúti áramlatok analitikus előrebecslésének (a jövőben várható áramlatok meghatározásának) két fő lépése van: A/ Áramlat keltés Az egyes pontokból kilépő és oda érkező összes áramlat (az áramlási mátrix marginálisok jövőben várható értékeinek) számítása a területfejlesztési tervekben prognosztizált területi statisztikai (struktúra) adatokból a közlekedési szokásjellemző függvényekkel. A szokásjellemző függvények írják le a területi statisztikai

(struktúra) adatok és a kilépő vagy elnyelt áramlatok közötti számszerű összefüggéseket. Ezek többváltozós függvények, amelyeket összefüggés faktoranalízissel) határoznak meg a közlekedési kutatók. vizsgálatokkal (pl. dinamikus 16 Gyakorlati nehézségek: • A szokásjellemző függvényeket a kutató cégek nem közlik. (Üzleti titok) Ezért a szakértő cégeknek saját kutatásokon alapuló függvényeket kell használniuk; ami vagy jó, vagy nem, de kontroll hiányában az alkalmazott függvények javítása is nehéz. • A területi statisztikai adatokat a KSH csak településszintű bontásban adja meg. • A pénzügyi - pl. adóügyi (SZJA, TA, TB, stb) - adatok település-szinten is hozzáférhetetlenek. • Kistérségi térképek, statisztikák és/vagy előrebecslések nincsenek. • A városi polgármesteri hivatalok az utcák által határolt körzetekre nem képesek területi statisztikai adatokat szolgáltatni a

közlekedés-tervezőknek, még a "működő" térinformatikai rendszerükből sem. • Számszerű területi statisztikai előrebecslések még a hét kiemelt statisztikai régióra sem készültek. • Az útügyi kormányzat ezt a kérdést nem szabályozza, csak körülírja. (Pl. a GKM "Útmutató az országos közúthálózat új külterületi szakaszainak és új forgalomvonzó létesítménnyel érintett útjainak forgalmi előrebecsléseihez" c. kiadványában ezzel kapcsolatban csak szakmai elvárások - "majd lesznek ilyen adatok" – színvonalú kívánságok vannak.) 17 Az áramlat szétosztása az áramlási mátrix elemeinek számítását jelenti a marginálisokból a közlekedési helyzetpotenciál felhasználásával. Két F/NY pont (település) egymáshoz viszonyított helyzetpotenciálja a települések nagyságával egyenesen, a távolság négyzetével fordítottan arányos. (Gravitációs modell) A távolságot

úthosszban, eljutási időben, eljutási költségben, továbbá ezek kombinációiban is lehet értelmezni. A mátrixelemek számításakor a közúti forgalom fejlődésének területi eltéréseit és az új – elsősorban gyorsforgalmú – utak forgalomvonzó hatását is figyelembe vesszük. 18 Áramlatkeltés Áramlatkeltés és és szétosztás szétosztás (Á) Hová Nyelő pontok (j) Honnan 1 Forrás pontok (i) 4 1 Az egyes körzetekből (F pontokból) kilépők számának meghatározása a területi statisztikai adatokból a szokásjellemző függvényekkel 3 3 2 Az egyes körzetekbe (NY pontokba) érkezők számának meghatározása a területi statisztikai adatokból a szokásjellemző függvényekkel 3 A marginálisok szétosztása elemekre 2 4 A mátrix kiegyenlítése (a mátrixkalibráció) 19 3.b24 3.b24 Az Az úthálózati úthálózati modell modell Az úthálózati modell minden olyan csomópontot és útszakaszt tartalmaz, amelyek forgalmát

meg akarjuk határozni. A szakaszokat - és a csomópontokat is - kanyarodó irányonként külön adjuk meg; ezek az élek. (Angolul sections/links; németül Kanten/Strecken.) Az egyes előrebecslési időtávokra külön úthálózati modellek készülnek, amelyek az arra az időpontra (sarokévre) előirányzott összes - de legalább a gyorsforgalmú és főúti - közúthálózatfejlesztési elemeket tartalmazzák. Az úthálózati modell matematikai értelemben egy gráf. A gráf egy csomópontokból és irányított élekből álló halmaz. A halmazt egy 0-1 elemű kapcsolati mátrixban írjuk le. (K [0,1]) A kapcsolati mátrixnak annyi sora és oszlopa van, ahány csomópontot az úthálózati modell tartalmaz. Ha két csomópont között közvetlen (direkt) él-összeköttetés van, akkor a mátrix adott i-j relációja 1, egyébként 0. A hálózati csomópontok és a F/NY pontok általában nem esnek egybe; a F/NY pontok a hálózathoz ún. „konnektorokkal” csatlakoznak

Az úthálózati modellen - a kapcsolati mátrixon - legkisebb ellenállású (matematikai elnevezéssel "legrövidebb") utakat lehet keresni. (1., 2, 3, k-adik legrövidebb útkereső algoritmusok) A legrövidebb útkeresés céljából az úthálózati modellben az egyes csomópontok és élek ellenállásainak számításához szükséges paramétereket (csomóponti és él jellemzőket) is meg kell adni. 20 Példa Példa egy egy úthálózati úthálózati modellre modellre 21 Példa Példa egy egy másik másik úthálózati úthálózati modellre modellre 22 Ellenállásfüggvény Ellenállásfüggvény paraméterek paraméterek útkategória sávok száma Autópálya 2×2 Autópálya 2×3 Autópálya 2×4 Autóút 2×1 Autóút 2×2 Főút 2×1 Főút 2×2 Alsóbbrendű út 2×1 Városi főút 2×1 Városi főút 2×2 Városi főút 2×3 Városi főút 2×4 Városi gyűjtőutak 2×1 * az autópályákhoz viszonyítva * a főutakhoz viszonyítva C v0

[km/óra] [E/ó / irány] 130 125 120 100 110 85 90 75 45 50 50 50 45 3200 4800 6400 850 3100 800 2800 720 800 2800 4200 5600 800 díjszint [%]* 100 100 95 65 85 55 70 0 0 0 0 0 0 üzemköltség [%]* 105 104 103 100 104 100 100 112 130 115 117 120 130 A táblázatba foglalt paraméterek: v0: a forgalom legnagyobb üzemi sebessége az „A” jelű szolgáltatási szinten, üres úton [km/ó] C: a teljesítőképesség (a kapacitás) irányonként [E/óra] díjszint: a használattal arányos (Ft/km) tarifarendszerben az autópályákhoz viszonyított érték [%] üzemköltség: a futásteljesítménnyel arányos közvetlen közlekedési üzemköltségek százalékos eltérése az egyes útkategóriákban a főutak külső szakaszaihoz viszonyítva, a gépjárművek tulajdonlásához, elhelyezéséhez (parkolás) és az amortizáció nélkül [%]. 23 A A sebesség sebesség és és aa forgalomnagyság forgalomnagyság összefüggése összefüggése (E/óra) 24 A A

szimulációs szimulációs (ráterhelő) (ráterhelő) modell modell A ráterhelő modell az útvonalválasztást és a forgalom felépülését szimulálja az áramlatoknak a hálózati modellre való "ráterhelése" által. A ráterhelési (szimulációs) eljárásban • vesszük az áramlat egy relációját (áij) • megkeressük az úthálózaton azt az utat (élsorozatot), amelyen az áramlási mátrix ezen eleme az Fi-Nyj relációban valószínűleg haladni fog. Az út (a kiinduló F pontból a Ny pontba vezető élsorozat) keresése a legkisebb ellenállású (legrövidebb) utak számításával történik. • a megtalált élsorozat egyes elemeire az áramlat áij értékét "rátesszük"; vagyis ezeket az úthálózati elemeket (az éleket és a csomóponti kanyarodó irányokat) az áramlási mátrix áij elemével - megterheljük. • továbblépünk a következő relációra. 25 3.b25 3.b25 A A ráterhelés ráterhelés (a forgalom, az

áramlat leképezése a hálózatra) Á Hová Honnan 1 1 2 5 2 7 3 10 3 1 I.I hálózati hálózati változat változat 5+6+11 7+10+11 6 22 28 9 2 6+7+9 22 11 1 II. II. hálózati hálózati változat változat 5+6=11 Hálózati csomópont 1 F/NY pont 3 5+11=16 2 7+9=16 7+10=17 10+11=21 6+9=15 3 Ugyanaz az áramlat más hálózatokban eltérő forgalmakat okoz. 26 A ráterhelő modell megkeresi a hálózaton azokat az utakat, amelyeken az áramlat optimális körülmények között haladhat a kiinduló (Fi) és a cél (NYj) pontok között. Ebben a megközelítésben "útnak" egy adott Fi pontból egy adott NYj pontba vezető él és csomóponti irány sorozatot nevezünk. Egy kezdő (Fi) és egy utazásvégződési (NYj) pont között az úthálózaton nagyon sok élsorozat (út) lehet. A járművezetők a legkisebb - vagy a második és harmadik legkisebb - ellenállású utat fogják választani. (Az egyes legrövidebb utak közötti

választást a megosztó-függvényekkel adjuk meg.) Ezért minden út ellenállását ki kell számítani. Minden egyes élnek és csomóponti iránynak van ellenállása. Egy út ellenállása az élek és a csomóponti kanyarodó irányok ellenállásának összege. Az útvonalválasztás szimulációjában leggyakrabban használt ellenállás-függvény a Waldrop elven alapul: a járművezetők az eljutási költségben kifejezett minimális utat választják. (Ez nem biztos, hogy igaz, de jobbat még nem találtak ki.) 27 3.b26 3.b26 Az Az eljutási eljutási költségben költségben kifejezett kifejezett ellenállás-függvény ellenállás-függvény E [Ft] = + időköltség [Ft] + üzemköltség [Ft] + úthasználati díj [Ft] bonusz[Ft] ahol E [Ft] = az út eljutási költsége i-ből j-be. 3.b261 3.b261Az Azeljutási eljutásiköltségben költségbenkifejezett kifejezettellenállás-függvény ellenállás-függvényelemei elemei a.) időköltség [Ft] = az eljutási

idő [ó] * a fajlagos időköltség [Ft/ó] Az élek eljutási időit a sebesség-forgalomnagyság összefüggésekből (az alapdiagramok felhasználásával) a hosszból és az aktuális sebességből számítják ki az aktuális forgalomnagyságra. A csomópontokban erre a veszteségidő függvényeket használjuk. Az úthasználók egyes csoportjaira vonatkozó fajlagos időköltségeket a GDP termelésére és fogyasztására, valamint az időmérlegekre vonatkozó gazdaság-statisztikai adatokból vezetik le. 28 b.) üzemköltség [Ft] = fajlagos üzemköltség [Ft/km] * úthossz [km] A (direkt, vagy közvetlen) közlekedési üzemköltség fajlagos [Ft/km] értéke a gépjárműhasználat olyan egy km-re eső [Ft/km] költségelemeinek (üzemanyag, kenőanyag, szerviz, gumicsere, stb.) összege, amelyek az útvonalválasztást befolyásolhatják. Az adókat, vámokat és illetékeket, továbbá az amortizációt, a parkolási és gépjárműelhelyezési költségeket itt

nem szabad elszámolni, mert ezek az útvonalválasztásra nincsenek hatással. A GKM "Útmutató a külterületi közúthálózati fejlesztések költség-haszon vizsgálatához; I. belső hatások" c. 2003 novemberi kiadványa a fajlagos idő és üzemköltség értékeket is megadja c.) úthasználati díj [Ft] = fajlagos díj [Ft/km] * úthossz [km] A fajlagos úthasználati díjat a tényleges használattal arányos tarifarendszerekben Ft/kmben adják meg. A matricás rendszerben az ún "virtuális" díjszintet a díjbevételek [Ft/év] és a matricás használatú autópályákon mért futásteljesítmények (Q [jműdb/km] = F [jműdb/év] * L [km]) hányadosaként lehet kiszámítani. d.) bónusz érték [Ft] = fajlagos bonusz [Ft/km] * úthossz [km] A bónusz az autópályák biztonsági és kényelmi előnyeit fejezi ki. Az autópálya bonusz fajlagos [Ft/km] értéke a direkt üzemköltség 7-12%-a. 29 Az ellenállások forgalom-függősége Mivel

az ellenállások forgalomfüggők, a ráterhelést több lépcsőben (legalább 10 lépcsőben) kell elvégezni. Egy-egy lépcsőben az áramlási mátrix egy-egy hányadát (5-20%-át) terheljük a hálózatra. Az egyes lépcsőkben adódó forgalmi terhelés az aktuális forgalom A következő lépcső ráterhelése előtt az aktuális forgalommal új ellenállásokat, és azokkal új "legrövidebb" (legkisebb ellenállású) utakat számítunk. A ráterhelési lépcsőkben tehát az egyes relációk közötti legrövidebb utak az úthálózaton nem lesznek azonosak - "vándorolni" fognak. Ez a többlépcsős forgalomfüggő eljárás egyben a forgalom hálózati felépülését is szimulálja. Ezért fontos a gyors matematikai algoritmusok és a nagy RAM (4 GB) használata a legrövidebb útkeresésben, mert egy országos modellben egy ráterhelés alatt 9 millió legrövidebb utat legalább 10-szer kell 3 000 F/NY pont között egy 20 000 élt tartalmazó

hálózaton az előző lépcsőből adódó aktuális forgalomnagysággal kiszámítani. (A jobb ráterhelő programok ezért nem is PC konfigurációra vannak írva.) A ráterhelések eredményeit forgalomterhelési kartogramokban, terhelési táblázatokban és az egyes változatok terhelési különbség-ábráin adjuk meg. 30 BUDAPEST 4.21 ábra M5-M0 M0-5 Gyál 4602 M5 Ócsa 4603 Alsónémedi Inárcs 46105 Ócsa 4 Újhartyán 4606 4607 Sári SZOLNOK Az M5 autópálya hatásterületének forgalmi terhelése 2004; ÁNF [ jműdb/nap ] CEGLÉD Dabas Örkény 5 Teherforgalmi tiltások nélkül Örkény Lajosmizse 4608 Kecskemét Észak 5 Lajosmizse NAGYKŐRÖS Összes járműkategória Kecskemét Kecskemét Nyugat 52 51 52 Városföld Kecskemét Dél 54 SOLT Kunszállás M5 Kunszállás 5401 Kiskunfélegyháza Észak 5302 Matricás rendszer a 26/2004. (III.11) GKM rendelet szerint 5 Kiskunfélegyháza Kiskunfélegyháza Dél 5402 KISKŐRÖS 31 A

ráterhelés táblázatos eredménye Év: Út: Tarifarendszer: 2004 M5 Matricás rendszer Járműosztályok*: Mindegyik Kezdő szelvény 16+476 21+669 23+669 25+129 29+929 30+129 30+329 37+020 43+300 43+500 43+700 52+485 52+685 52+885 57+685 62+685 67+263 70+463 73+500 79+185 85+381 90+507 101+727 102+227 102+827 106+000 106+500 107+538 108+238 108+638 110+238 113+100 Kezdő csomópont CS P M5-M0 CS P M5GYÁL CS P M5ÓCS A CS P M5INÁRCS CS P M5úJ HARTYÁN CS P M5ÖRKÉNY CS P M5LAJ OS MIZS E CS P M5KECS KEMÉTÉ CS P M5KECS KEMÉTNY CS P M5KECS KEMÉTD CS P M5KUNS ZÁLLÁS CS P M5KIS KUNFÉLEGYHÁÉ CS PM5-M0 ÁNF [jműdb/nap] Vég csomópont CS P M5GYÁL CS P M5ÓCS A CS P M5INÁRCS CS P M5úJ HARTYÁN CS P M5ÖRKÉNY CS P M5LAJ OS MIZS E CS P M5KECS KEMÉTÉ CS P M5KECS KEMÉTNY CS P M5KECS KEMÉTD CS P M5KUNS ZÁLLÁS CS P M5KIS KUNFÉLEGYHÁÉ CS P M5KIS KUNFÉLEGYHÁD CS PM5KIS KUNFÉLEGYHÁD Végszelvény 21+669 23+669 25+129 29+929 30+129 30+329 37+020 43+300

43+500 43+700 52+485 52+685 52+885 57+685 62+685 67+263 70+463 73+500 79+185 85+381 90+507 101+727 102+227 102+827 106+000 106+500 107+538 108+238 108+638 110+238 113+100 113+600 Hossz [km] 5,193 2,000 1,460 4,800 0,200 0,200 6,691 6,280 0,200 0,200 8,785 0,200 0,200 4,800 5,000 4,578 3,200 3,037 5,685 6,196 5,126 11,220 0,500 0,600 3,173 0,500 1,038 0,700 0,400 1,600 2,862 0,500 97,124 J1 J2 J3 J4 26370 777 1807 3056 23338 967 1320 2478 23338 967 1320 2478 23338 967 1320 2478 22608 934 1267 2228 22608 934 1267 2228 25034 1080 1581 2803 18426 1105 1361 2428 15654 892 1184 1824 15654 892 1184 1824 16714 947 1214 1848 13323 686 798 1693 13323 686 798 1693 13980 863 876 2404 13980 863 876 2404 13980 863 876 2404 11450 775 796 1040 11450 775 796 1040 11311 717 752 937 11311 717 752 937 11783 509 633 922 6685 442 448 636 6515 377 386 588 6515 377 386 588 7297 438 458 616 7297 438 458 616 7297 438 458 616 4950 357 346 364 4950 357 346 364 4997 376 351 376 4997 376 351 376 4997 376 351

376 ÖSSZES 32010 28103 28103 28103 27036 27036 30497 23319 19554 19554 20723 16500 16500 18124 18124 18124 14061 14061 13717 13717 13847 8211 7865 7865 8809 8809 8809 6017 6017 6100 6100 6100 32 3.b27 3.b27 Az Az értékelő értékelő modell modell Ha egy él (vagy szakasz), illetve csomópont jövőben várható forgalmi terhelését a ráterhelésből az egész úthálózatra megismertük, akkor a tervezett építési (fejlesztési) változat • • • • • társadalmi környezeti gazdasági közlekedési forgalmi hatásait is kiszámíthatjuk, mert ezek - a beruházási költségeken kívül - csak a kialakuló forgalomtól függenek. Az értékelő modellbe - célszerűen EXCEL hivatkozásokba - a forgalomfüggő hatások számszerűsítése a szabályzatoknak (útügyi előírásoknak) megfelelően már könnyen beépíthető. Az összesítésnél vigyázni kell arra, hogy mikor kell összeget, várható értéket (Gauss eloszlásnál számtani közepet) vagy (pl.

a hosszal) súlyozott átlagot számítani 33 3.b3 3.b3 Az Az úthálózat-tervezés úthálózat-tervezés alapelve, alapelve, aa változatok változatok összehasonlítása összehasonlítása Az úthálózat-tervezés módszere az, hogy • Összegyűjtjük a lehetséges úthálózat fejlesztési - és ütemezési - változatokat az egyes sarokévekre. Ezek a vizsgálati szituációk • Modellezzük az egyes szituációkat. • Járműkategóriánként - vagy díjosztályonként - meghatározzuk a jelenlegi áramlási mátrixokat. (Erre csak a modellrendszer helyes működésének bizonyítása céljából van szükség. A jelenlegi hálózatra a jelenlegi áramlási mátrixokat visszaterhelve ugyanis a számlált keresztmetszeti forgalomnagyságokat kell kapnunk.) • Analitikus módszerrel előrebecsüljük a közúti áramlatokat, figyelembe véve a közlekedési munkamegosztás (pl. közúti - vasúti szállítás arányának) várható változásait is. Az

előrebecslésekben az egyes körzetek differenciált fejlődésére jellemző gazdasági adatokból és az úthálózati (elsősorban autópálya) fejlesztésekből származó területfejlesztő és forgalomvonzó hatásokat is figyelembe vesszük. • Az egyes úthálózati változatokra több lépcsőben ráterheljük az előrebecsült áramlási mátrixokat. 34 Az úthálózat optimálás alapelve Közelítőleg azt tételezzük fel, hogy az áramlat az úthálózattól független. (Ez nem teljesen igaz, de jobb módszer még nincsen.) Ebből a feltételezésből az következik, hogy egy azonos áramlat különböző hálózati változatokon eltérő forgalmi viszonyokat (terhelési eredményeket) okoz, vagyis a forgalom tulajdonképpen az áramlat "leképeződése" a hálózatra. Az úthálózat-tervezés alapelve az, hogy az eltérő forgalmi terhelések alapján az egyes úthálózat fejlesztési változatok hatásai számszerűsíthetők és

összehasonlíthatók, vagyis az összehasonlítás eredményeképpen - az optimum kritériumoknak megfelelő - legjobb változat kiválasztható. Ez a gyakorlatban az optimum kritériumok jó megfogalmazásától és a számszerűsítés pontosságától (adatok, módszerek, idő, pénz) függ. Lépései: • Az értékelő modellekkel összehasonlítjuk az egyes úthálózat fejlesztési változatok hatásait. Az összehasonlító értékelésben - a nemzetgazdasági hatékonyságvizsgálatokon túl (főleg a településeken belül) többkritériumos módszerrel a hatásmátrixokon alapuló elemzésének eredményeit is figyelembe kell venni. • Kiválasztjuk az optimum-kritériumoknak legmegfelelőbb változatot. 35 3.b4 3.b4 Irodalom Irodalom Elmélet: Koren Csaba: Közlekedéstervezés PMS, 1998 Gyakorlat: Útmutató az országos közúthálózat új külterületi szakaszainak és új forgalomvonzó létesítménnyel érintett útjainak forgalmi előrebecsléséhez GKM,

Budapest 2003. december Útmutató a közúthálózati fejlesztések költség-haszon vizsgálatához I. Belső hatások GKM, Budapest 2003. november Útmutató a közúthálózati fejlesztések költség-haszon vizsgálatához II. Külső hatások GKM, Budapest 2003. november 5/2004. (I28) GKM rendelet a helyi közutak kezelésének szakmai szabályairól Hatályba lépett: 2005. január 1 36